摘 要：為研究碳納米纖維混凝土在鹽-凍融循環(huán)作用下的抗凍性能變化規(guī)律，以3.5% NaCl溶液作為凍融循環(huán)介質(zhì)，對4種不同碳納米纖維（CNFs）質(zhì)量摻量（0%、0.1%、0.2%、0.3%）的混凝土試件進行快速凍融循環(huán)試驗，通過掃描電鏡、X射線衍射和氮氣吸附等微觀測試手段分析纖維改性機理，并建立凍融損傷模型以評價鹽-凍融循環(huán)條件下碳納米纖維混凝土的損傷演化規(guī)律。結(jié)果表明，CNFs可提高混凝土抗鹽-凍性能，改善效果與碳納米纖維摻量呈正相關(guān)，質(zhì)量摻量為0.3%時抗凍等級及耐久性指數(shù)較基準組提高100%。CNFs通過橋接裂縫、控制納米級裂紋、成核、改善孔結(jié)構(gòu)提高混凝土密實度，進而改善混凝土的抗鹽-凍性能?；诓煌u價指標建立的凍融損傷模型符合威布爾分布且R2均大于0.9，可用于評價和預測鹽-凍融循環(huán)條件下碳納米纖維混凝土損傷情況。

關(guān)鍵詞：碳納米纖維；超細粉煤灰；鹽-凍融循環(huán)；機理分析；損傷模型

中圖分類號：TU592 文獻標識碼：A DOI：10.7525/j.issn.1006-8023.2024.04.019

Study on Salt-Frost Resistance of Carbon Nanofiber Concrete

WANG Jun*， WANG Shan， DONG Hao

（School of Civil Engineering and Transportation， Northeast Forestry University， Harbin 150040， China）

Abstract： In order to study the change rule of frost resistance of carbon nanofiber concrete under the action of salt-freeze-thaw cycle， the concrete specimens with four different carbon nanofibers （CNFs） mass admixture （0， 0.1%， 0.2%， 0.3%） were subjected to rapid freeze-thaw cycling test using 3.5% NaCl solution as the freezing and thawing cycling medium. The fiber modification mechanism was analyzed by scanning electron microscopy， X-ray diffraction， nitrogen adsorption and other microscopic technical means. Moreover， a freeze-thaw damage model was developed to evaluate the damage evolution of carbon nanofiber concrete under salt-freeze-thaw cycling conditions. The results indicated that CNFs could improve the salt-frost resistance of concrete， and the improvement effect was positively correlated with the dosage， and the freezing-resistance grade and durability index were increased by 100% compared with the baseline group at a mass dosage of 0.3 %. CNFs enhanced the compactness of concrete by bridging cracks， controlling nanoscale cracks， nucleation， and improving pore structure， which in turn improved the salt-frost resistance of concrete. The freeze-thaw damage models established based on different evaluation indexes conform to the Weibull distribution and had R2 greater than 0.9， which can be used for evaluating and predicting the damage of carbon nanofiber concrete under salt-freeze-thaw cycle conditions.

Keywords： Carbon nanofibers； ultrafine fly ash； salt-freeze-thaw； mechanistic analysis； damage modeling

0 引言

我國東北、西北地區(qū)冬季氣候嚴寒、晝夜溫差大，且存在鹽堿地和臨海建筑物鹽含量較高等情況，這些因素共同作用導致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生鹽-凍融循環(huán)耦合破壞［1］，對混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命和結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成重大威脅。因此，在鹽類侵蝕與凍融循環(huán)等復雜耦合環(huán)境中，提高混凝土抗凍性能尤為重要。在混凝土中添加適當纖維是改善混凝土抗凍耐久性最有效辦法之一［2］。碳納米纖維（Carbon Nanofibers，CNFs）是一種亞微米尺度的碳纖維材料，不僅具有納米材料小尺寸、大比表面積的共性［3］，而且還具有高穩(wěn)定性、高導電性和高彈性模量等獨特性能，將其摻入混凝土中能夠充分發(fā)揮納米材料和碳纖維材料的優(yōu)異性能［4］。大量研究表明，碳納米纖維混凝土具有凍融損傷、單調(diào)和循環(huán)壓縮荷載以及三點彎曲荷載的自感知性能［5-6］。Wang等［7］通過開展碳納米纖維混凝土收縮、凍融循環(huán)、滲透和碳化試驗，得到體積分數(shù)為0.3%的碳納米纖維混凝土具有最佳耐久性。孟博旭等［8］對碳納米纖維混凝土進行掃描電鏡和壓汞試驗，研究發(fā)現(xiàn)CNFs通過改善混凝土的微觀形貌、細化孔隙結(jié)構(gòu)，進而提高整體性，改善其脆性缺陷，顯著增強混凝土的抗凍性能。然而，目前對碳納米纖維混凝土的研究主要集中于力學和電學性能，關(guān)于碳納米纖維混凝土在抵抗鹽-凍侵蝕機理方面的研究較少。

生產(chǎn)混凝土過程對水泥的使用會造成大量碳排放［9］。據(jù)統(tǒng)計，2021年中國水泥工業(yè)CO2總排放量達14.3億t，占全球CO2排放量33%，對環(huán)境產(chǎn)生不利影響［10］。因此，在“雙碳”目標背景下，減少水泥使用，選擇綠色低碳的混凝土材料，可為環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。粉煤灰是煤炭燃燒的副產(chǎn)品，其資源豐富、價格低廉，因其含有活性硅酸鹽成分，被廣泛摻入混凝土中替代水泥減少水泥消耗［11］，實現(xiàn)資源循環(huán)利用，降低環(huán)境污染。但傳統(tǒng)粉煤灰活性較低，在受到凍融循環(huán)及鹽類侵蝕的耦合作用時，粉煤灰在混凝土中的反應速率較慢且易導致結(jié)構(gòu)較早受到損傷破壞［12］。超細粉煤灰（Ultrafine fly ash，UFA）是粉煤灰的機械加工產(chǎn)品，具有更高的火山灰活性，其對混凝土強度、收縮性能及耐久性能的改善效果優(yōu)于普通粉煤灰［13］。研究發(fā)現(xiàn)采用25%超細粉煤灰替代水泥對混凝土的電阻率、氯離子遷移系數(shù)和堿硅酸反應等耐久性因素有積極影響［14-15］。

因此，本文旨在研究以25%超細粉煤灰取代水泥的碳納米纖維混凝土在氯鹽侵蝕和凍融循環(huán)耦合作用下的劣化規(guī)律及損傷機理。通過對不同質(zhì)量摻量（0、0.1%、0.2%、0.3%）的碳納米纖維混凝土進行鹽-凍融循環(huán)試驗，探究CNFs摻量對混凝土抗鹽-凍性能的影響規(guī)律，分析凍融損傷機理，基于威布爾分布（Weibull Distribution）建立凍融損傷模型，為碳納米纖維混凝土在富鹽寒冷地區(qū)的工程應用提供科學依據(jù)。

1 試驗材料與過程

1.1 原材料

試驗原材料包括水泥、UFA、粗細骨料、CNFs、非離子表面活性劑（TNWDIS）、聚羧酸高效減水劑（SP）及潔凈自來水。水泥選用P·O 42.5普通硅酸鹽水泥，其性能指標見表1。UFA為國潤中和科技發(fā)展有限公司通過研磨方法生產(chǎn)。水泥及UFA粒徑分布如圖1所示，水泥和UFA的平均粒徑分別為15.17 μm和3.199 μm，UFA較小的平均粒徑可以起到更好的密實填充作用。通過XRF測試的膠凝材料化學組成見表2，UFA中的鈣含量較低，SiO2和Al2O3的總含量超過80%。細骨料為細度模數(shù)2.9的河沙；粗骨料采用5～20 mm連續(xù)級配碎石，其中 5～10 mm和15～20 mm粒徑的碎石分別占比30%和70%。

D90、D50和D10分別代表體系中累計分布占比達到90%、50%和10%時對應的粒度。

CNFs長度5～20 μm，直徑150 nm，表觀密度和比表面積分別為2 g/cm3和13 m2/g，熱導率為1 200 W/（m·k），由日本Showa Denko公司提供?？紤]到CNFs分子間存在較強的范德華力且具有疏水性，限制了CNFs在水泥基材料中的進一步發(fā)展，同時考慮到CNFs的親油性，本研究參考相關(guān)文獻［7，16-17］并通過多組橫向試驗確定CNFs的分散方式，為表面活性劑+超聲分散。TNWDIS和SP的混合溶液用于CNFs的表面修飾，SP含固量為40%，密度為1.079 g/cm3。因為表面活性劑與其他化學處理不同，其不會干擾水泥基質(zhì)中形成的水合晶體，同時部分可電離的羧酸鹽存在，有助于在水性介質(zhì)中形成穩(wěn)定的CNFs膠體懸浮液［18］。其中表面活性劑與CNFs重量比為4.0，具體分散步驟如圖2所示。

1.2 配合比及樣品制備

本研究對碳納米纖維摻量的選擇基于文獻 ［6，16-17］，研究中表明少量CNFs（0.1%～0.3%）的加入可以顯著改善混凝土的靜態(tài)力學性能和耐久性能。根據(jù)《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（JGJ 55—2011）［19］進行配合比設計見表3，試驗過程如圖3所示。制作100 mm×100 mm×100 mm及100 mm× 100 mm×400 mm的混凝土試件，根據(jù)《混凝土物理力學性能試驗方法標準》（GB/T 50081—2019）［20］及《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T 50082—2009）［21］進行抗壓強度試驗及快速凍融循環(huán)試驗。取養(yǎng)護至規(guī)定齡期的混凝土試件，在試件中心位置切割尺寸為1 cm3的混凝土小塊，立即用無水乙醇浸泡24 h終止水化，將終止水化后的樣品進行X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）及氮氣吸附試驗。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 表觀損傷

凍融循環(huán)作用下碳納米纖維混凝土的表觀損傷通過質(zhì)量損失率和破損程度2個量化指標度量，度量結(jié)果見表4。由表4可知，CNFs的摻入可一定程度上減輕混凝土凍融循環(huán)后的外觀損傷。凍融循環(huán)后各組試件的典型破壞形態(tài)如圖4所示。圖4表明，100次凍融循環(huán)后，所有混凝土試件表面出現(xiàn)局部魚鱗狀開裂，表面漿體部分剝落，坑狀破壞逐漸連接，整體未見較大破損，出現(xiàn)輕微邊角掉落現(xiàn)象。150次凍融循環(huán)后，U25C0、U25C0.1試驗組已經(jīng)失效，U25C0.2試件兩端出現(xiàn)嚴重的邊角缺損現(xiàn)象，各組試件的表層幾乎全部剝落。隨著CNFs摻量的增加，混凝土試件掉邊掉角情況得到顯著改善。通常，混凝土表層的水化程度相較于試件內(nèi)部程度更深，CNFs通過納米填充作用密實了表層孔隙結(jié)構(gòu)，從而改善了混凝土試件的表觀損傷程度。

2.2 質(zhì)量損失率

質(zhì)量損失率是描述凍融損傷的外部指標［8］。有研究表明，鹽-凍融循環(huán)作用下混凝土的質(zhì)量損失主要由3方面組成，分別是表面漿體剝落、骨料剝落及鹽溶液腐蝕。質(zhì)量損失由質(zhì)量損失率表征，如式（1）所示。

W_n=（M_0-M_n）/M_0 ×100%。 （1）

式中：M0、Mn分別為凍融循環(huán)前及n次凍融循環(huán)后混凝土試件的質(zhì)量，kg；Wn為n次凍融循環(huán)后混凝土試件質(zhì)量損失率，%。

圖5（a）為凍融循環(huán)后混凝土試件質(zhì)量損失率變化情況。25次凍融循環(huán)作用內(nèi)混凝土損傷程度較為輕微，此時質(zhì)量損失主要由表面漿體部分剝落引起。隨著凍融循環(huán)的不斷進行，凍融循環(huán)介質(zhì)中的鹽溶液不斷滲透，混凝土水飽和度不斷增加，當溫度降到冰點以下時，冰凍產(chǎn)生膨脹力，促使裂縫不斷發(fā)展。50次凍融循環(huán)作用后，各組混凝土試件的質(zhì)量損失率大幅增長，U25C0、U25C0.1、U25C0.2、U25C0.3試驗組相較于25次凍融循環(huán)時增長幅度分別為193.55%、226.92%、262.80%、180.02%。100次凍融循環(huán)作用后，隨著CNFs摻量的增加，相同凍融次數(shù)的質(zhì)量損失率逐漸減小。200次凍融循環(huán)后各試驗組的質(zhì)量損失率分別為5.90%、5.68%、5.56%、5.09%，表明CNFs的摻入可以減小混凝土鹽-凍融循環(huán)作用下的質(zhì)量損失，且改善效果隨著纖維摻量的增加而逐漸提高。

2.3 相對動彈性模量

相對動彈性模量是混凝土常用的無損檢測指標，通過測量混凝土在受迫振動作用下的共振響應頻率反映混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實度變化，以表征凍融循環(huán)作用下混凝土的內(nèi)部損傷，相對動彈性模量由式（2）計算得到。

E_n=（f_n^2）/（f_0^2 ）×100%。 （2）

式中：f0，fn分別為凍融循環(huán)前及n次凍融循環(huán)后混凝土試件的橫向共振頻率，Hz；En為n次凍融循環(huán)后混凝土試件相對動彈性模量，%。

圖5（b）為凍融循環(huán)后混凝土試件相對動彈性模量的變化趨勢。由圖5（b）可得，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，各試驗組相對動彈性模量均逐漸降低。研究發(fā)現(xiàn)凍融循環(huán)作用和鹽類侵蝕耦合作用下的混凝土損傷是一個多層次多尺度的過程，具有顯著的裂紋擴展累積效應［22］。裂紋擴展累積導致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，體現(xiàn)在相對動彈性模量的衰減。Duan等［23］在試驗中也觀察到混凝土在凍融循環(huán)作用下的相對動彈性模量變化具有明顯的閾值。圖5（b）表明，75次凍融循環(huán)為本試驗條件下碳納米纖維混凝的損傷閾值。75次凍融循環(huán)前，相對動彈性模量呈緩慢下降階段，達到閾值狀態(tài)后，微小孔隙和微裂縫開始加速演化，并逐漸形成聯(lián)通的破壞區(qū)域，大量鹽離子通過破壞通道侵入混凝土內(nèi)部。此時，凍脹作用和侵蝕作用同時發(fā)生，加速混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞，導致75次凍融循環(huán)后相對動彈性模量的迅速衰減，但隨著CNFs摻量的增加，衰減速率逐漸減緩。一方面，CNFs的填充效應及橋接作用延緩了混凝土試件微裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，改善了混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的密實度；另一方面，CNFs發(fā)揮引氣作用，CNFs摻入后會引入均勻微小氣泡，阻斷氣液界面混凝土孔隙的滲水通道，降低凍融循環(huán)產(chǎn)生的冰膨脹壓力，進而減緩碳納米纖維混凝土相對動彈性模量的衰減速率。200次凍融循環(huán)后，U25C0.1、U25C0.2、U25C0.3混凝土試件相對動彈性模量分別為44.60%、54.60%、69.40%，相比于U25C0試驗組的38.00%提高幅度分別為17.37%、43.68%、82.63%。

2.4 抗壓強度損失率

混凝土抗壓強度損失率也是表征混凝土在凍融循環(huán)過程中的內(nèi)部損傷指標之一，計算方法見式（3）。

f_cn=（f_c0-f_cu）/f_c0 ×100%。 （3）

式中：fcn為n次凍融循環(huán)后混凝土試件立方體抗壓強度損失率，%；fc0、 fcu分別為凍融循環(huán)前和n次凍融循環(huán)后混凝土試件的立方體抗壓強度，MPa。

凍融循環(huán)作用后混凝土試件的抗壓強度及其損失率如圖6所示。由圖6可知，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，各組試件的抗壓強度逐漸減小，抗壓強度損失趨勢大致類似。其中U25C0、U25C0.1、U25C0.2試驗組50次凍融循環(huán)時抗壓強度大幅度損失，損失超過20%，這與相對動彈性模量變化趨勢略有不同，表明當CNFs質(zhì)量摻量小于0.3%時，在鹽-凍融循環(huán)作用前期，用混凝土的強度損失指標評價凍融損傷較用相對動彈性模量指標評價更為敏感。U25C0.3試驗組在100次凍融循環(huán)作用內(nèi)抗壓強度損失率基本呈勻速增長，100～150次凍融循環(huán)內(nèi)抗壓強度大幅度損失，在凍融循環(huán)各個階段，U25C0.3混凝土試件抗凍性能始終優(yōu)于其他組別。

2.5 抗凍等級和抗凍耐久性指數(shù)

混凝土的抗凍性可用抗凍等級F和耐久性指數(shù)DF表征。試驗過程中，當混凝土試件質(zhì)量損失超過5%或相對動彈性模量損失超過40%時試驗停止視為試件失效。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計標準》（GB/T 50476—2019）［24］，計算得到各組混凝土試件的抗凍等級及抗凍耐久性指數(shù)見表5。分析表5可得，摻入CNFs后，混凝土抗鹽-凍性能有明顯改善，且改善效果隨著摻量的增加愈發(fā)明顯，當CNFs質(zhì)量摻量為0.3%時表現(xiàn)最佳，U25C0.3試驗組F及DF較U25C0試驗組均提高100%，表明CNFs可較好改善混凝土抗鹽-凍性能，且改善效果與摻量呈正相關(guān)。

3 凍融損傷機理分析及凍融損傷模型建立

3.1 XRD試驗結(jié)果分析

圖7為混凝土凍融循環(huán)前后的XRD衍射圖譜。由圖7表明，所有試驗組的衍射峰基本相似，包括鈣礬石（AFt）、石英（Quartz）、方解石（Calcite）、氫氧化鈣Ca（OH）2及水滑石（Hydrotalcite）。當水泥與水接觸時，硅酸鹽發(fā)生反應，產(chǎn)生無定形的C-S-H凝膠及C-H晶體，加入UFA后，UFA的主要成分與Ca（OH）2發(fā)生二次反應，促進水化作用進行［25］。通過分析方解石和Ca（OH）2在不同凍融循環(huán)次數(shù)下的衍射峰強度，可以明顯看出方解石峰的強度隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加而減弱，Ca（OH）2峰的強度保持相對穩(wěn)定，沒有發(fā)生顯著變化?；炷林袃鼋Y(jié)導致的孔隙水壓縮會限制方解石的形成空間，但不會對水化反應產(chǎn)生明顯影響。200次凍融循環(huán)時，較高的CNFs摻量會促進水化產(chǎn)物的形成。

3.2 SEM試驗結(jié)果分析

圖8為混凝土凍融循環(huán)前后的微觀形貌。對比圖8（a）、圖8（b）、圖8（c）與圖8（d）、圖8（e）、圖8（f）發(fā)現(xiàn)前者結(jié)構(gòu)致密性較差，而圖8（d）、圖8（e）、圖8（f）混凝土表面更為平滑，CNFs的加入彌補了混凝土中的初始孔隙缺陷，形成均勻規(guī)則小孔，使微觀結(jié)構(gòu)從低密度向高密度發(fā)展，增強混凝土整體性，進而改善混凝土的抗鹽-凍性能［26］。圖8（g）、圖8（h）、圖8（i）為CNFs在混凝土中的分布，由圖8中可得，1）CNFs在混凝土中分散良好，CNFs形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)提高混凝土整體密實度，從而有效抑制混凝土的收縮變形，延緩裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展；2）CNFs能夠誘導C-S-H內(nèi)部孔隙水的轉(zhuǎn)化，生成更加致密的水化硅酸鈣，有效改善界面過渡區(qū)的致密程度［27］；3）觀察裂縫處的碳納米纖維可以發(fā)現(xiàn)，CNFs在混凝土中充當橋梁的作用，橋接裂縫，延緩裂紋的進一步發(fā)展，且裂縫處的纖維斷裂時也可消耗一部分外界對混凝土的作用力；4）由圖8（i）可得，CNFs上附著個別水化產(chǎn)物，表明碳納米纖維能夠為水化產(chǎn)物提供更多的結(jié)晶成核位點，一定程度上加速水化反應［26］。

3.3 孔結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果分析

采用低溫氮氣吸脫附試驗對標準條件下養(yǎng)護28 d的U25C0及U25C0.3試件進行孔結(jié)構(gòu)分析，研究CNFs的加入對混凝土孔隙結(jié)構(gòu)的影響。圖9為U25C0、U25C0.3混凝土試件的吸、脫附等溫線曲線及BJH孔徑分布曲線，由圖9可得，根據(jù)BJH法計算得到的試樣孔徑分布，當dV/dD趨近于0時表明測試樣品中已無該直徑孔隙。圖9（a）表明U25C0試驗組在100 nm孔徑時dV/dD趨近于0，圖9（b）表明U25C0.3試驗組在60 nm孔徑時dV/dD趨于0，說明U25C0混凝土孔徑范圍在100 nm以內(nèi)，而U25C0.3混凝土對比表6中U25C0、U25C0.3試驗組孔結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)，得到CNFs的加入使混凝土比表面積提高18.6%，比表面積增加能夠為C-S-H提供更多成核位點［26］，加速水化反應；同時CNFs的加入可降低總孔隙率，細化孔隙結(jié)構(gòu)，與U25C0試驗組相比孔體積降低5.8%。均勻小孔增多能夠切斷毛細孔滲水通道，降低孔隙中保水程度，還可以減慢溶液中鹽離子傳輸速度，緩沖結(jié)冰引起的靜水壓和滲透壓，較好地改善混凝土的抗鹽-凍性能。

3.4 凍融損傷模型建立

由于混凝土多相介質(zhì)的復合材料屬性，混凝土耐久可靠度分析存在著隨機性及分散性。Weibull概率分布方法是可靠性分析和壽命檢驗的理論基礎(chǔ)，大量研究表明，Weibull概率分布能夠有效描述混凝土試件抗凍性的退化規(guī)律［28-29］。

基于質(zhì)量損失率Wn、相對動彈性模量En和抗壓強度損失率fcn 3個指標描述混凝土凍融損傷程度，結(jié)合Weibull分布的可靠性函數(shù)建立混凝土凍融損傷程度Dn與凍融循環(huán)次數(shù)n之間的函數(shù)，見式（4）。

D_n=1-e^（-〖（n/γ）〗^β ）。 （4）

式中：Dn為混凝土損傷程度；n為凍融循環(huán)次數(shù)；β為形狀參數(shù)；γ為尺度參數(shù)。

對式（4）進行化簡，令y=ln（-ln（1-D_n）），x=lnn，a=β，b=-βlnγ，可將式（4）化簡為一元函數(shù)y=ax+b，其中，γ=e^（-（b/β）），將不同凍融循環(huán)次數(shù)下的不同損傷程度代入，通過數(shù)理統(tǒng)計和線性回歸的方法對試驗數(shù)據(jù)進行線性擬合，如果擬合關(guān)系良好，則表明凍融損傷模型可靠性較高，反之模型可靠性較低。利用最小二乘法計算得到各試驗組基于不同評價指標下的損傷方程，計算結(jié)果見表7—表9。表中數(shù)據(jù)表明，以不同評價指標建立的凍融損傷模型R2均大于0.9，表明碳納米纖維混凝土鹽-凍融循環(huán)破壞符合Weibull方程退化過程，可用其進行壽命預測。

4 結(jié)論

以25%超細粉煤灰取代水泥制備碳納米纖維混凝土，進行鹽-凍融循環(huán)試驗。討論混凝土鹽-凍損傷劣化規(guī)律，分析碳納米纖維改性機理，基于Weibull分布建立凍融損傷模型，得出以下結(jié)論。

1）碳納米纖維的加入能夠減緩混凝土試件質(zhì)量損失率的上升速度和相對動彈性模量的下降趨勢，且在相同凍融循環(huán)次數(shù)下，隨著碳納米纖維摻量的增加，改善效果更加明顯。當質(zhì)量摻量為0.3%時，抗鹽-凍性能提高幅度最大，抗凍等級和耐久性指數(shù)均較U25C0試驗組提高100%。

2）微觀試驗結(jié)果表明，碳納米纖維通過控制納米級裂紋、成核、改善孔結(jié)構(gòu)，提高混凝土密實度從而改善混凝土的抗鹽-凍性能。其中，孔結(jié)構(gòu)是影響混凝土抗鹽-凍性能的最主要原因。U25C0.3試驗組較U25C0試驗組總孔體積減少5.79%，平均孔徑降低25.01%。

3）以質(zhì)量損失率、相對動彈性模量和立方體抗壓強度損失率為評價指標，建立與驗證服從Weibull分布假設理論的凍融損傷模型，各組試驗數(shù)據(jù)的模型契合度R2均在0.9以上，可有效描述碳納米纖維混凝土鹽-凍損傷劣化過程。

【參 考 文 獻】

［1］ QIU W L，TENG F，PAN S S.Damage constitutive model of concrete under repeated load after seawater freeze-thaw cycles［J］.Construction and BuiH2CfEYxm5pU3jEGAaCrduTmhw/+eILim5jNlRM/V3rA=lding Materials，2020，236：117560.

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